刚石窗口表面涂上银铜钛焊料(焊料的涂 布厚度为0. 03-0. 5mm)，然后将涂有银铜钛的面接触叠放，施加1-10N压力使因瓦合金法 兰、银铜钛和金刚石窗口充分接触，得到试样； 第三步，将试样2放入焊接腔中的基片台3上，然后对焊接腔5进行抽真空，调苄基片 台的位置使试样上表面低于屏蔽圆筒上端面的距离3mm; 第四步，通入氢气，调节气体流量、微波功率和气压工艺，使气体吸收微波能量产生 稳定的等离子体(微波等离子体)，其中微波等离子体产生的工艺参数如下：气体流量 500sccm，微波功率800w，气体压强19kPa; 第五步，调苄基片台的位置使样品快速接触微波等离子体（即试样2距屏蔽圆筒4的 距离为10mm，此时试样2位于屏蔽圆筒4上端面之上)，调试焊接工艺参数保证焊料与金 属法兰和金刚石窗口充分润湿结合，其中焊接工艺参数如下：试样的温度800°C，保温时间 5min； 第六步，焊接完成后，得到试件，真空冷却(真空冷却时间为5-15min)，去真空并取出焊 接完成的试件，整个焊接工作完成。
[0021] 利用电子万能实验机进行焊接接头剪切实验测试。利用漏气率测量系统测量漏气 率。焊接接头性能如表1所示，焊接效率如表2所示。
[0022] 实施例2: 因瓦合金法兰厚度为1〇_，直径为10mm;金刚石窗口厚度为0. 3_，直径为10mm;焊料 为银铜钛焊料。
[0023]第一步，将因瓦合金法兰进行表面机械处理，然后将因瓦合金法兰和金刚石窗口 分别用丙酮、乙醇溶剂超声清洗去除油污，干燥待用。
[0024]第二步，将清洗后的因瓦合金法兰和金刚石窗口表面涂上银铜钛焊料(焊料的涂 布厚度为〇. 03-0. 5mm)，然后将涂有银铜钛的面接触叠放，施加1-10N压力使因瓦合金法 兰、银铜钛和金刚石窗口充分接触，得到试样； 第三步，将试样2放入焊接腔中的基片台3上，然后对焊接腔5进行抽真空，调苄基片 台的位置使试样上表面低于屏蔽圆筒上端面的距离3mm; 第四步，通入氢气，调节气体流量、微波功率和气压工艺，使气体吸收微波能量产生 稳定的等离子体(微波等离子体)，其中微波等离子体产生的工艺参数如下：气体流量 500sccm，微波功率1000w，气体压强19kPa; 第五步，调苄基片台的位置使样品快速接触微波等离子体（即试样2距屏蔽圆筒4的 距离为10mm，此时试样2位于屏蔽圆筒4上端面之上)，调试焊接工艺参数保证焊料与金 属法兰和金刚石窗口充分润湿结合，其中焊接工艺参数如下：试样的温度900°C，保温时间 4min； 第六步，焊接完成后，得到试件，真空冷却(真空冷却时间为5-15min)，去真空并取出焊 接完成的试件，整个焊接工作完成。
[0025]利用电子万能实验机进行焊接接头剪切实验测试。利用漏气率测量系统测量漏气 率。焊接接头性能如表1所示，焊接效率如表2所示。
[0026] 实施例3: 因瓦合金法兰厚度为1〇_，直径为10mm;金刚石窗口厚度为0. 3_，直径为10mm;焊料 为银铜钛焊料。
[0027]第一步，将因瓦合金法兰进行表面机械处理，然后将因瓦合金法兰和金刚石窗口 分别用丙酮、乙醇溶剂超声清洗去除油污，干燥待用。
[0028]第二步，将清洗后的因瓦合金法兰和金刚石窗口表面涂上银铜钛焊料(焊料的涂 布厚度为〇. 03-0. 5mm)，然后将涂有银铜钛的面接触叠放，施加1-10N压力使因瓦合金法 兰、银铜钛和金刚石窗口充分接触，得到试样； 第三步，将试样2放入焊接腔中的基片台3上，然后对焊接腔5进行抽真空，调苄基片 台的位置使试样上表面低于屏蔽圆筒上端面的距离3mm; 第四步，通入氢气，调节气体流量、微波功率和气压工艺，使气体吸收微波能量产生 稳定的等离子体(微波等离子体)，其中微波等离子体产生的工艺参数如下：气体流量 500sccm，微波功率1300w，气体压强19kPa; 第五步，调苄基片台的位置(样品上升)使样品快速接触微波等离子体(即试样2距屏蔽 圆筒4的距离为10mm，此时试样2位于屏蔽圆筒4上端面之上)，调试焊接工艺参数保证焊 料与金属法兰和金刚石窗口充分润湿结合，其中焊接工艺参数如下：试样的温度1000°C， 保温时间3min; 第六步，焊接完成后，得到试件，真空冷却(真空冷却时间为5-15min)，去真空并取出焊 接完成的试件，整个焊接工作完成。
[0029] 利用电子万能实验机进行焊接接头剪切实验测试。利用漏气率测量系统测量漏气 率。焊接接头性能如表1所示，焊接效率如表2所示。
[0030] 本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如气体流量、微波功率、气体压 强等）的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
[0031] 为了公开本发明的目的而在本发明中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应 了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
【主权项】
1. 一种利用微波等离子体焊接金刚石真空窗口的方法，其特征在于包括如下步骤： 第一步，首先将金属法兰进行表面机械处理，然后将金属法兰和金刚石窗口进行超声 波清洗去除表面油污，干燥后待用； 第二步，将第一步清洗后的金属法兰和金刚石窗口分别涂上焊料，然后将涂有焊料的 面接触叠放，施加压力使金属法兰、焊料和金刚石窗口充分接触，得到试样； 第三步，将第二步叠放后的金属法兰、焊料和金刚石窗口试样放入焊接腔中的基片台 上，然后对焊接腔进行抽真空，调苄基片台的位置使试样上表面低于屏蔽圆筒的上端面； 第四步，通入气体，调节气体流量、微波功率和气压，使气体吸收微波能量产生等离子 体； 第五步，调苄基片台的位置使样品快速接触微波等离子体，调试焊接工艺参数保证焊 料与金属法兰和金刚石窗口充分润湿结合； 第六步，焊接完成后，得到试件；真空冷却，去真空并取出焊接完成的试件，整个焊接工 作完成。2. 根据权利要求1所述的一种利用微波等离子体焊接金刚石真空窗口的方法，其特征 是：所述第一步中超声波清洗为分别用丙酮、乙醇溶剂进行超声波清洗。3. 根据权利要求1所述的一种利用微波等离子体焊接金刚石真空窗口的方法，其特征 是：所述第三步中的基片台上的试样上表面低于屏蔽圆筒上端面的距离为3-5mm。4. 根据权利要求1所述的一种利用微波等离子体焊接金刚石真空窗口的方法，其特征 是：所述第四步中微波等离子体产生的工艺参数如下：气体流量400~1000sCCm，微波功率 800-1400W，气体压强 16-25kPa。5. 根据权利要求1所述的一种利用微波等离子体焊接金刚石真空窗口的方法，其特征 是：所述第五步中的焊接工艺参数如下：试样的温度为600-100(TC，保温时间l_5min。6. 根据权利要求1所述的一种利用微波等离子体焊接金刚石真空窗口的方法，其特征 是：所述第六步中的真空冷却时间为5-15min。
【专利摘要】本发明涉及金属与金刚石焊接领域。一种利用微波等离子体焊接金刚石真空窗口的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，将金属法兰和金刚石窗口清洗；第二步，金属法兰和金刚石窗口分别涂上焊料，然后将涂有焊料的面接触叠放，得到试样；第三步，试样放入焊接腔中的基片台上，然后对焊接腔进行抽真空，调节基片台的位置使试样表面低于屏蔽圆筒的上端面；第四步，使气体吸收微波能量产生等离子体；第五步，调节基片台的高度使样品快速接触微波等离子体；第六步，焊接完成后，得到试件；真空冷却，去真空并取出焊接完成的试件，整个焊接工作完成。该方法显著提高焊接质量与稳定性，提高金属与金刚石的焊接效率。
【IPC分类】B23K1/19, B23K103/18, B23K3/04
【公开号】CN105252099
【申请号】CN201510824068
【发明人】马志斌, 张田田, 高攀
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月24日